Немецкие ученые из Института ядерной физики Макса Планка впервые сумели относительно точно измерить массу нейтрино. Главная сложность состояла в том, что нейтрино — почти неуловимая частица, которая при этом невероятно легкая.
Нейтрино взаимодействуют с другими частицами материи только через слабое взаимодействие, лежащее в основе бета-распада атомного ядра. Это позволяет сотням триллионов нейтрино каждую секунду проходить сквозь Землю.
Чрезвычайно редкие столкновения нейтрино с другими частицами можно засечь только с помощью специальных детекторов, говорится в статье исследователей, опубликованной журналом Nature Physics.
Команда физиков для своих вычислений использовала ловушку Пеннинга — это устройство создает однородное статическое магнитное поле и пространственно неоднородное электрическое поля для хранения заряженных частиц.
В ходе экспериментов удалось поймать в ловушку атомы изотопа гольмий-163. При захвате электрона из внутренней электронной оболочки этот элемент преобразуется в изотоп диспрозий-163, а в ходе процесса высвобождается нейтрино.
Ученые измерили энергию ионов гольмия-163 и диспрозия-163, и на основе этой разницы сумели оценить энергию неуловимой частицы. Затем исследователи «взвесили» нейтрино по знаменитой формуле Эйнштейна E = mc2, разделив значение энергии на квадрат скорости света.
В результате получился результат 0,000000000000000000000000000000000014 килограмма. Отмечается, что новые данные оказались в 50 раз точнее всех предыдущих попыток вычисления массы нейтрино.
